Преобразователь угол-код

 

ОПИСАНИЕ

И 3 О Б Р Е Т Е Н И е 1

Союз Советскик

Социалистических

Республик

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ!. .ТВУ (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22) 3 !явлено 11.12.74 (21) 2082911/18-24 (51) М. Кл. - G 08С 9/04 с присоединением заявки ¹

Государственный ко!интет

Совета Министров СССР (23) П р и ор ит!. т

Опубликовано 30.05.76. Бюллетень ¹ 20 (53) УДК 53.087.9(088.8) ао делам изобретений и открытий

Дата опуоликования описания 09.07.76 (72) Агторы изобретения

В. А. Драчук, А. В, Семигин и В. В. Смирнов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ вЂ” КОД мснные диаграммы раооты преобразователя (цифрами обозначены сигналы с соотвстств !Ощих 0;IQKOB) .

Преобразователь содержит зада!Ощий Генератор 1 импульсов, двоичный счетчик 2, формирователь 3 синусно-косинусных напряжений, фазовращатель 4, выходной регистр 5, сумматор 6, фазовый детектор 7, выполненный из усилителя-ограничителя 8, дешифра10 тора 9, формиров "òåëÿ 10 импульсов, элементов «И» 11, 12, реверсивного счетчика 13, линии задержки 14, и блока упразления 15.

Преобразователь работает следующим образом.

15 Сче !ик 2 под действием постх па!Ощих на его вход импульсов с задающего генератора

1 циклически изменяет свои состояния от H) левого до максимального. определяемого его разрядность!о. Если за начало цикла принять

20 момент перехода счетчика 2 от максимального состояш!", к нулевому, то выходные сигналы со ",сех его разрядов будут составлять текуш !й код фазы этого цикла. Цикл работы счетчика " не зависит от внешних сигналов и

25 возмущений и его удобно принять за опорный.

В формирозатсле 3 синусно-косинусных напряжений прямоугольные сигналы с выходов старших разрядов с:-:стчика 2 преобразуются

3 B синусоидальные напряжения, сфазирован

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для сопряжения датчиков и счетно-решающих элементов поворотного типа с цифровыми вычислительными устройствами и машинами.

Известны преобразователи угол — код, содержащие за аюгций генератор импульсов, соединенный со счетчиком, выход которого через формирозатсль синусно-косинусных напряжений соединен с фазовращателсм, и фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя.

Целью изобретения является повышен re точности и стабильности работы преобразователя при изменении в широких пределах внешних условий.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь взсдены сумматор, регистр и блок управления, причем выход сумматора подключен к входу фазового детектора, псрвый вход сумматора соединe! с выходом счетчика, а его второй вход — с выходом регистра и с одним вхочом блока управления, два других вхо"a которого соединены с импульсным и числовым выходами фазового детектора, выход блока управления соединен с

>ходом регистра.

Ча фиг. 1 показана блок-схема преобразователя угол -- ; на фиг. 2 приведены вре= . т. .!.ЖЮЗНАА . . А .

516083

516083 ные с циклом счетчика так, что текущий код фазы счетчика 2 является кодом текущей фазы этих напряжений. Эти напряжения используются для запитки фазовращателя 4 по статорным обмоткам.

С одной из роторных обмоток фазовращателя 4 снимается синусоидальное напряжение, смещенное по фазе относительно сигналов опорного цикла преобразователя, а следовательно и напряжений запитки фазовращателя 4 на величину q, текущего разворота вала фазовращателя 4, т. е. входного вала преобразователя.

Преобразование выходного кода, снимаемого с выходного регистра 5, з сдвиг фазы прямоугольпых сигналов осуществляется в комбинационном сумматоре 6 путем непрерывного суммирования к коду текущей фазы опорного цикла, формируемого счетчиком 2, для чего эти коды подаются на входы сумматора, При этом к монотонно и циклически изменяюшимся кодам непрерывно суммируется некоторое постоянное число, результатирующие коды без учета самого старшего разряда имеют те же монотонность и цикличность, что и исходные коды, но их цикл смещен на величину суммируемого числа, цикл выходных кодов сумматора 6 при этом переменный.

Сравнение фазы переменного цикла с фазой выходного напряжения фазовращателя 2 осуществляется в фазовом детекторе 7 дискретно-цифровым способом. Для этого синусоидальное напряжение с выхода фазовращателя 4 путем двухстороннего ограничения и усиления в усилителе-ограничителе 8 фазового детектора 7 преобразуется в прямоугольное, верхний и нижний уровни которого соответствуют единичному и нулевому уровням сигналов логических элементов, используемых в фазовом детекторе 7, при этом уровни ограничения входного напряжения выбраны так, что длительность выходных сигналов па единичном уровне несколько превышает половину периода их следования.

Прямоугольные сигналы с выхода усилителя-ограничителя 8 подаются на первые входы элементов «И» 11, 12. На вторые их входы поступают импульсы с задающего генератора

1, а на их третьи входы — прямоугольные сигналы (111) и (100) переменного цикла, формируемые путем расшифровки дешифратором

9 определенных состояний трех старших разрядов сумматора 6.

На время совпадения сигналов с выхода усилителя-ограничителя 8 с сигналами (111) и (100) переменного цикла импульсы генератора 1 проходят соответствующие элементы

«И» 11, 12 и поступают на суммирующий (с элементов «И» 11) и вычитающий (с элементов «И» 12} входы реверсивного счетчика 13.

Расшифрованные дешпфратором 9 состояния старших разрядов сумматора 6 и начальная выставка положения входного вала преобразователя подобраны так, что при точном соответствии выходного кода преобразовате5

4Ý

03

4 ля положению его входного зала 16 сигналы дешифратора (111) и (100) строго симметричны относительно импульсов с выхода усилителя-ограничителя 8, при этом число импульсов на суммирующем входе реверсивного счетчика 13 равно числу импульсов на его вычитающем входе, и после окончания выходного импульса усилителя-ограничителя 8 реверсивный счетчик 13 будет находиться в нулевом состоянии.

Такое состояние преобразователя стойчивое, а его выходной код является кодом положения его входного вала. Если теперь входной вал преобразователя сместить в ту или иную сторону на некоторый угол, то фаза выходного напряжения фазовращателя 4 изменится на эту же величину, выходные импульсы усилителя-ограничителя 8 так же смещаются в соответствующую сторону и нарушается их симметрия относигельно сигналов (111) и (100) дешифратора 9. Прн этом в зависимости от величины угла смещения входного вала и его направления число импульсов на одном из входов реверсивного счетчика 13 увеличивается, а на другом — уменьшается, и после окончания выходного импульса усилителя-ограничителя на реверсивном счетчике 13 будет зафиксировано число, величина которого пропорциональна величине угла смещения входного вала, а знак будет совпадать с направлением этого смещения.

С окончанием выходного импульса усилителя-ограничителя в формирователе 10 импульсов вырабатывается импульс, по которому посредством блока управления 15 по состоянию реверсивного счетчика 13 осуществляется корректировка кода выходного регистра 5, т, е. выходного кода преобразователя, а через линию 14 задержки — сброс реверсивного счетчика 13.

Одним из вариантов построения блока управления 15 может служить сумматор, в котором к выходному коду преобразователя суммируется (с учетом знака) код состояния реверсивного счетчика 13, пропорциональный углу смещения входного вала преобразователя. Очевидно, что после корректировки кода выходного регистра 5 преобразователь приходит к своему устойчивому новому состоянию, причем при использовании в качестве блока управления 15 сумматора этот переход осуществляется в наиболее короткое время.

На диаграммах (см. фиг. 2) выходной код преобразователя представлен шестиразрядным, выходной вал — неподвижным и повернутым на положительную величину, равную

111 единицам, т. е. 7/64 долям угла полного оборота, а выходной код равным 001001 (левая часть диаграмм) и 000111 (правая часть диаграмм). По диаграммам легко проследить, как выходной код преобразователя 001001, превышающий на две единицы код 000111 истинного положения вала, приводится к этому коду за один цикл работы преобразователя.

516083

При выходном коде 001001 симметричность сигналов (111) и (100) дешифратора 9 относительно выходного импульса усилителя-ограничителя 8 нарушена — сигналы (111) и (100) смещены вправо на два единичных интервала, в результате чего на суммирующий вход реверсивного счетчика 13 через элемент «И»

11 проходит два импульса, а на его вычитающий вход — шесть, и по окончании импульса на выходе усилителя-ограничителя 8 на реверсивном счетчике 13 фиксируется код, равный четырем отрицательным единицам. Половина значения этого кода (со смещением на один разряд вправо) суммируется к выходному коду 001001, приводя его к значению

000111, т. е. к то!ному коду положения угла входного вала преобразователя.

При выходном коде 000111 сигналы (111) и (100) симметричны относительно выходного импульса усилителя-ограничителя 8, в результате чего на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 13 через элементы «И» 11 и 12 проходят по четыре импульса, оставляющие реверсивный счетчик в нулевом состоянии, а схему преобразователя — в .стойчивом положении.

5 Ф ор мул а изобретения

Преобразователь угол — код, содержащий задающий генератор импульсов, соединенный со счетчиком, выход которого через формирователь синусно-косинусных напряжений соеди10 нен с фазовращателем, и фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности работы устройства, в него введены сумматор, 15 регистр и блок управления, причем выход сумматора подкл очен к второму входу фазового детектора, первый вход сумматора соединен с выходом счетчика, а его второй вход соединен с выходом регистра и с одним вхо20 дом блока управления, два других входа которого соединены с импульсным и числовым выхода ми фазового детектора, выход блока управления соединен с входом регистра.

pg й,чойи элепеит8

Корректор H. Аук

Редактор Л. Тооопоиа

Заказ 1555 4 Изд. М 1421 Тираж 819 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений п открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская íао, д. 4, 5

Типографии, пр. Сапунова, 2

0ппр

PLQPH ф

15 1 г

Составитель 8. Рыгалин

Техред T. К5 рилко